大学・问｜神奇！涂抹这种食用染料为何能透视皮肤？

你能想象皮肤变透明吗？一项发表在Science杂志上的文章发现，将柠檬黄涂抹在活体实验鼠的表皮上，能使其皮肤和肌肉在特定频率光谱下暂时变得透明，显露出内脏。柠檬黄是一种常见的食用色素，日常的零食和饮料中都能看到它的身影。它是如何实现小鼠皮肤透明化的？我们的皮肤也能变得透明吗？不同领域的两位学者给出了他们的解读。

为什么柠檬黄能帮我们“透视”皮肤？
南京大学物理学院赖耘教授专攻超构材料研究，他利用湿纸巾变得透明的日常经验，直观地向我们展示了柠檬黄“透视”皮肤的光学原理。日常干燥的纸巾，其分子折射率大于空气，当纸巾被打湿后，水将空气排除，而水的折射率与纸巾的分子折射率相近，因此透过湿纸巾的光不会被散射，从而呈现出透明的效果。赖耘教授解释道：“从光学上看，它从一个不均匀的结构——有的地方折射率高，有的地方折射率低——变成了一个统一的均匀的结构，也就是同一种折射率。”

而皮肤组织不透光的一个重要原因是脂类的折射率比水高, 其强烈的散射作用使光线无法深入皮肤。当柠檬黄溶解在涂于生物组织表层的水中时, 能提高水的折射率, 使其与细胞中的脂类趋于一致, 减少不均匀结构对光的散射，从而实现了对表层皮肤的“透视”。

透明化皮肤技术为何重要？

对于透明化皮肤技术的重要性，南京大学医学院洪浩教授研究方向为新型医学分子影像试剂，他认为，透明化皮肤就是希望看到我们人类皮肤下面的几种东西：一种是血管，比较粗的血管我们可以看到，但比较细的毛细血管，我们平时凭靠肉眼是看不到的；还有就是我们皮肤下面的一些神经元以及皮肤下的肿瘤。

柠檬黄透明化皮肤相较于传统方法的优势何在？

有研究人员通过去除组织中的脂类成功实现了实验鼠的躯体透明化，但传统的组织透明化方法处理后的动物或组织往往都是“死”的。那柠檬黄的优势在哪里呢？洪浩教授解释道，柠檬黄是常见的一种染料，也是一种食品添加剂，因此相对比较安全。如果每千克体重摄入量小于2克的话，这是没有任何毒性的。洪浩教授总结：“柠檬黄最大的一个优势就是安全并且可逆，还可以用于活体”。

洪浩教授还进一步指出，活体皮肤透明化发现对于活体实验研究非常重要，“在小鼠腹腔涂抹了柠檬黄，可以看到里面的一些器官的血流情况。很多时候，活体和固定的动物的细胞行为是完全不一样的。”

柠檬黄透明化皮肤的方法有什么医学价值？

传统的医学成像方式，例如CT、核磁共振、超声波等各有优势。如果透明化皮肤这一技术有望运用到医学领域，将会给当前的医学成像技术带来哪些改变？洪浩教授表示，已有的成像方式各有优点，但如果想去看某一条血管或者某一堆细胞的特定功能，这几种成像的方式都没有办法实现。“这就体现出透明化的好处，就是能够把某一个特定的组织在不妨碍组织功能和解剖学结构的情况下，让我们的眼睛能看到里面到底有什么，血管是怎么流动的、细胞是怎么运动的等等。”

柠檬黄透明化方法面对的挑战？

洪浩教授介绍，柠檬黄透明化方法的局限性在于柠檬黄溶液的穿透能力目前只有三毫米。这一厚度能够获取的信息有限，离医学领域的应用还有很长距离。但这一方法在学界的相关研究中仍具有启发性和实用性。“我觉得小鼠是一个起始点，不管小鼠的头部神经元也好，还是小鼠的腹腔也好，都是能够给我们带来一些生物学信息的。”洪浩认为，这一方法在人类皮肤上的应用值得展望，“要用到人的身上我们就要想好，怎么样在不损伤我们组织的情况下，增加它穿透的厚度。如果它穿透的厚度能够达到几个毫米、接近一个厘米时，我们就可以做更多的事情了”。

作者：南京大学新闻传播学院 周昌乾 朱雨欣 黄好

指导老师：南京大学新闻传播学院副教授 庄永志

现代快报/现代+记者 朱俊骏 于露